Constant Volume Chamber (MA)

Поместите в камеру с фиксированным объемом сырого воздуха и переменным количеством портов

  • Библиотека:
  • Simscape / Библиотека Основы / Сырой Воздух / Элементы

Описание

Массовое хранение моделей блока Constant Volume Chamber (MA) и аккумулирование энергии в сырой воздушной сети. Емкость содержит постоянный объем сырого воздуха. Это может иметь между одним и четырьмя входами. Корпус может обмениваться массой и энергией со связанным сырым воздухом сетевое и обменное тепло со средой, позволяя ее внутреннему давлению и температуре развиваться в зависимости от времени. Давление и температура развивается на основе сжимаемости и тепловой способности сырого воздушного объема. Жидкая вода уплотняет из сырого воздушного объема, когда это достигает насыщения.

Уравнения блока используют эти символы. Индексы aW, и g укажите на свойства сухого воздуха, водяного пара, и проследите газ, соответственно. Индекс ws указывает на водяной пар в насыщении. Индексы ABCDH, и S укажите на соответствующий порт. Индекс I указывает на свойства внутреннего сырого воздушного объема.

m˙Массовый расход жидкости
ΦЭнергетическая скорость потока жидкости
QУровень теплового потока
pДавление
ρПлотность
RОпределенная газовая константа
VОбъем сырого воздуха в емкости
c vУдельная теплоемкость в постоянном объеме
hОпределенная энтальпия
uОпределенная внутренняя энергия
xМассовая часть (x w является удельной влажностью, которая является другим термином для части массы водяного пара),
yМольная доля
φОтносительная влажность
rОтношение влажности
TТемпература
tВремя

Уровни чистого потока в сырой воздушный объем в емкости

m˙net=m˙A+m˙B+m˙C+m˙Dm˙condense+m˙wS+m˙gSΦnet=ΦA+ΦB+ΦC+ΦD+QHΦcondense+ΦSm˙w,net=m˙wA+m˙wB+m˙wC+m˙wDm˙condense+m˙wSm˙g,net=m˙gA+m˙gB+m˙gC+m˙gD+m˙gS

где:

  • m˙уплотните уровень конденсации.

  • Φ уплотняет, уровень энергетической потери от сжатой воды.

  • Φ S является уровнем энергии, добавленной источниками газа трассировки и влажности. m˙wS и m˙gS массовые расходы жидкости воды и газа, соответственно, через порт S. Значения m˙wS, m˙gS, и Φ S определяется влажностью и прослеживает газовые источники, соединенные с портом S емкости, или соответствующими значениями параметров на вкладке Moisture and Trace Gas.

Если порт не отображается, то условия с индексом, соответствующим имени порта, 0.

Сохранение массы водяного пара связывает массовый расход жидкости водяного пара с динамикой уровня влажности во внутреннем сыром воздушном объеме:

dxwIdtρIV+xwIm˙net=m˙w,net

Точно так же проследите газовое массовое сохранение, связывает массовый расход жидкости газа трассировки с динамикой уровня газа трассировки во внутреннем сыром воздушном объеме:

dxgIdtρIV+xgIm˙net=m˙g,net

Сохранение массы смеси связывает массовый расход жидкости смеси с динамикой давления, температуры и массовых частей внутреннего сырого воздушного объема:

(1pIdpIdt1TIdTIdt)ρIV+RaRwRI(m˙w,netxwm˙net)+RaRgRI(m˙g,netxgm˙net)=m˙net

Наконец, энергосбережение связывает энергетическую скорость потока жидкости с динамикой давления, температуры и массовых частей внутреннего сырого воздушного объема:

ρIcvIVdTIdt+(uwIuaI)(m˙w,netxwm˙net)+(ugIuaI)(m˙g,netxgm˙net)+uIm˙net=Φnet

Уравнение состояния связывает плотность смеси с давлением и температурой:

pI=ρIRITI

Смесь определенная газовая константа

RI=xaIRa+xwIRw+xgIRg

Сопротивление потока и тепловое сопротивление не моделируются в емкости:

pA=pB=pC=pD=pITH=TI

Когда сырой воздушный объем достигает насыщения, конденсация может произойти. Удельная влажность в насыщении

xwsI=φwsRIRwpIpwsI

где:

  • φ ws является относительной влажностью в насыщении (обычно 1).

  • p wsI является давлением насыщения водяного пара, оцененным в T I.

Уровень конденсации

m˙condense={0,если xwIxwsIxwIxwsIτcondenseρIV,если xwI>xwsI

то, где τ уплотняет, является значением параметра Condensation time constant.

Сжатая вода вычтена из сырого воздушного объема, как показано в уравнениях сохранения. Энергия, сопоставленная со сжатой водой,

Φcondense=m˙condense(hwIΔhvapI)

где Δh Вапи является определенной энтальпией испарения, оцененного в T I.

Другая влажность и количества газа трассировки связаны друг с другом можно следующим образом:

φwI=ywIpIpwsIywI=xwIRwRIrwI=xwI1xwIygI=xgIRgRIxaI+xwI+xgI=1

Переменные

Чтобы установить приоритет и начальные целевые значения для переменных в блоках до симуляции, используйте вкладку Variables в диалоговом окне блока (или раздел Variables в блоке Property Inspector). Для получения дополнительной информации смотрите Приоритет Набора и Начальную Цель для Переменных в блоках и Начальные условия для Блоков с Конечным Сырым Воздушным Объемом.

Допущения и ограничения

  • Стенки емкости совершенно тверды.

  • Сопротивление потока между входом емкости и сырым воздушным объемом не моделируется. Соедините блок Local Restriction (MA) или блок Flow Resistance (MA) к порту A, чтобы смоделировать падение давления, сопоставленное с входом.

  • Тепловое сопротивление между портом H и сырым воздушным объемом не моделируется. Используйте Тепловые библиотечные блоки, чтобы смоделировать тепловые сопротивления между сырой воздушной смесью и средой, включая любые термальные эффекты стенки емкости.

Порты

Вывод

развернуть все

Выходной порт физического сигнала, который измеряет уровень конденсации в емкости.

Выходной порт физического сигнала, который выводит векторный сигнал. Вектор содержит давление (в Па), температура (в K), уровень влажности и измерения уровня газа трассировки в компоненте. Используйте блок Measurement Selector (MA), чтобы распаковать этот векторный сигнал.

Сохранение

развернуть все

Сырой воздушный порт сохранения сопоставлен с входом емкости.

Сырой воздушный порт сохранения сопоставлен со вторым входом емкости.

Зависимости

Этот порт отображается, если вы устанавливаете параметр Number of ports на 2, 3, или 4.

Сырой воздушный порт сохранения сопоставлен с третьим входом емкости.

Зависимости

Этот порт отображается, если вы устанавливаете параметр Number of ports на 3 или 4.

Сырой воздушный порт сохранения сопоставлен с четвертым входом емкости. Если емкость имеет четыре входных порта, можно использовать ее в качестве соединения в перекрестной связи.

Зависимости

Этот порт отображается, только если вы устанавливаете параметр Number of ports на 4.

Тепловой порт сохранения, сопоставленный с температурой воздушной смеси в емкости.

Соедините этот порт с портом S блока из библиотеки Moisture & Trace Gas Sources, чтобы добавить или удалить влажность и проследить газ. Для получения дополнительной информации смотрите Используя Источники Газа Влажности и Трассировки.

Зависимости

Этот порт отображается, только если вы устанавливаете параметр Moisture and trace gas source на Controlled.

Параметры

развернуть все

Основной

Объем сырого воздуха в емкости. Емкость тверда, и поэтому ее объем является постоянным в процессе моделирования. Емкость принята, чтобы быть абсолютно заполненной сырым воздухом в любом случае.

Количество входных портов в емкости. Емкость может иметь между одним и четырьмя портами, помеченными от A до D. Когда вы изменяете значение параметров, соответствующие порты осушены или скрыты в значке блока.

Площадь поперечного сечения входа емкости в порте A, в направлении, нормальном к пути к воздушному потоку.

Площадь поперечного сечения входа емкости в порте B, в направлении, нормальном к пути к воздушному потоку.

Зависимости

Enabled, когда порт B отображается, то есть, когда параметр Number of ports устанавливается на 2, 3, или 4.

Площадь поперечного сечения входа емкости в порте C, в направлении, нормальном к пути к воздушному потоку.

Зависимости

Enabled, когда порт C отображается, то есть, когда параметр Number of ports устанавливается на 3 или 4.

Площадь поперечного сечения входа емкости в порте D, в направлении, нормальном к пути к воздушному потоку.

Зависимости

Enabled, когда порт D отображается, то есть, когда параметр Number of ports устанавливается на 4.

Влажность и газ трассировки

Относительная влажность, выше которой происходит конденсация.

Характеристический масштаб времени, в котором перенасыщенный сырой воздушный объем возвращается к насыщению путем сжатия избыточной влажности.

Этот параметр управляет видимостью порта S и предоставляет эти возможности для моделирования влажности и уровней газа трассировки в компоненте:

  • None — Никакой газ влажности или трассировки введен в или извлечен из блока. Порт S скрыт. Это значение по умолчанию.

  • Constant — Влажность и газ трассировки введены в или извлечены из блока на постоянном уровне. Те же параметры как в Moisture Source (MA) и блоках Trace Gas Source (MA) становятся доступными в разделе Moisture and Trace Gas интерфейса блока. Порт S скрыт.

  • Controlled — Влажность и газ трассировки введены в или извлечены из блока на изменяющемся во времени уровне. Порт S осушен. Соедините Controlled Moisture Source (MA) и блоки Controlled Trace Gas Source (MA) к этому порту.

Выберите, добавляет ли блок или удаляет влажность как водяной пар или жидкую воду:

  • Vapor — Энтальпия добавленной или удаленной влажности соответствует энтальпии водяного пара, который больше водяного пара жидкой воды.

  • Liquid — Энтальпия добавленной или удаленной влажности соответствует энтальпии жидкой воды, которая меньше воды водяного пара.

Зависимости

Enabled, когда параметр Moisture and trace gas source устанавливается на Constant.

Массовый расход жидкости водяного пара через блок. Положительное значение добавляет влажность в связанный сырой воздушный объем. Отрицательная величина извлекает влажность из того объема.

Зависимости

Enabled, когда параметр Moisture and trace gas source устанавливается на Constant.

Выберите метод спецификации для температуры влажности:

  • Atmospheric temperature — Используйте атмосферную температуру, заданную блоком Moist Air Properties (MA), соединенным со схемой.

  • Specified temperature — Задайте значение при помощи параметра Temperature of added moisture.

Зависимости

Enabled, когда параметр Moisture and trace gas source устанавливается на Constant.

Введите желаемую температуру добавленной влажности. Эта температура остается постоянной в процессе моделирования. Блок использует это значение, чтобы оценить определенную энтальпию добавленной влажности только. Определенная энтальпия удаленной влажности основана на температуре связанного сырого воздушного объема.

Зависимости

Enabled, когда параметр Added moisture temperature specification устанавливается на Specified temperature.

Проследите газовый массовый расход жидкости через блок. Положительное значение добавляет газ трассировки в связанный сырой воздушный объем. Отрицательная величина извлекает газ трассировки из того объема.

Зависимости

Enabled, когда параметр Moisture and trace gas source устанавливается на Constant.

Выберите метод спецификации для температуры газа трассировки:

  • Atmospheric temperature — Используйте атмосферную температуру, заданную блоком Moist Air Properties (MA), соединенным со схемой.

  • Specified temperature — Задайте значение при помощи параметра Temperature of added trace gas.

Зависимости

Enabled, когда параметр Moisture and trace gas source устанавливается на Constant.

Введите желаемую температуру добавленного газа трассировки. Эта температура остается постоянной в процессе моделирования. Блок использует это значение, чтобы оценить определенную энтальпию добавленного газа трассировки только. Определенная энтальпия удаленного газа трассировки основана на температуре связанного сырого воздушного объема.

Зависимости

Enabled, когда параметр Added trace gas temperature specification устанавливается на Specified temperature.

Примеры модели

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.

Введенный в R2018a

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте